面向微机电系统(MEMS)的一种三维建模工具已经衍生出了一款类似工具,主要针对半导体工艺的文档编制和开发。
三维模型有助于IC工艺的文档编制。图中的横截面显示了NAND的栅极特性。
面向微机电系统(MEMS)的一种三维建模工具已经衍生出了一款类似工具,主要针对半导体工艺的文档编制和开发。新工具的出现多亏了一位目光敏锐的客户提醒,是他指出了MEMS工具的其它可能用途。
Coventor公司将在今年早些时候推出可以从GDSII文件和工艺描述生成三维模型的SEMulator 3-D工具。这套软件所采用的技术,最先是为Coventor公司另一款提供微结构器件三维图像的MEMulator工具而开发的。
在最初阶段,SEMulator 3-D将主要用于新型硅制造工艺的文档编制以及培训。该工具在工艺工程和开发方面也极具应用潜力,最终或许可以提供一种图形化方式,将制造数据反馈回IC设计流程。
对目前领导MEMS设计工具领域的Coventor公司而言,这是一个崭新的市场,该公司负责营销和业务开发的副总裁Josesphus van Kuijk表示。他强调,当前整个MEMS市场大约有50到60亿美元,仅占整个半导体市场的一小部分,而MEMS设计工具市场更是只有区区数千万美元。
van Kuijk认为,SEMulator工具可以满足整个半导体产业的需求,因而潜力非常大。“目前业界的数百个代工厂正在使用上千种工艺,而且还有数万名工艺工程师,他们都需要进行交流。”他表示。
Coventor公司的许多客户已经采用MEMulator工具作为工艺工程师和MEMS开发人员之间进行数据交流的一种方式。而许多Conventor的客户恰好也是半导体供应商,SEMulator的创意正来自其中一名客户。
“某位客户在参加一个展会的时候,看到了MEMulator工具的潜力,并且要我们与其公司的培训部门取得联系。”van Kuijk回忆道,“该工具适合CMOS闪存工艺,所以他们开始借助该工具对晶圆厂员工进行培训,并用它创建与新工艺有关的文档。”
van Kuijk介绍,现在的工艺工程师一般都使用二维建模工具来创建新工艺的文档。但是在90nm及更小的工艺设计中,二维模型会失去某些效应。
此外,创建二维模型非常费时。“工程师们现在正在花很多时间描绘二维横截面,而且这些横截面并非基于实际设计,他们所依据的是掩模开口。”van Kuijk指出,“而SEMulator 3-D工具在这方面则又快又准。”
另外一种可行的方法是使用TCAD工具生成三维模型,但这样做也要花数小时的时间。“为了建立三维模型,TCAD工具必须进行工艺仿真。而我们不需要为工艺建模,因此速度很容易就比TCAD工具快上了10 倍。”他说。
然而,SEMulator 3-D的推出并不意味着会取代TCAD工具。相反,它可以用来生成TCAD工具所需的模型,以便TCAD工具对器件的工作状态进行数字仿真。
SEMulator 3-D最初将主要用于培训和工艺文档编制。van Kuijk强调,半导体公司需要为每个工艺步骤建立文档,文档中必须包括任意横截面和片断。他介绍,在培训教室内,教师可以将模型显示在大屏幕上,并通过放大和旋转模型来详细解释指定器件的每一个工艺步骤。
Coventor公司宣称,SEMulator 3-D工具的三维可视性还有助于良品率分析以及进行优化。用户可以观察到复杂的数据结构和电气/机械连接,察看动态或交互式横截面,测量距离,控制横截面的层属性,导入内部使用的各种CAD格式,操纵三维图像并且保存屏幕画面。
van Kuijk指出,在某些角度,SEMulator 3-D甚至还允许芯片设计师看到光学近似校正(OPC)如何影响掩模,或者是化学机械抛光工艺会对设计带来怎样的影响。不过,他补充说:“要想实现这种用法,就要求我们与该领域的专业公司进行更多的合作开发。”
SEMulator 3-D工具的输入是GDSII版图文档和工艺库描述。“我们不需要从客户那里获悉他们专有的工艺信息。”van Kuijk解释道,“SEMulator 3-D工具提供具有足够参数的通用工艺步骤,允许用户进行调整。”
除了生成可以在屏幕上进行操控的三维模型外,SEMulator 3-D工具还支持UNV、DXF、Ansys或TCAD等数据格式。该工具采用基于Python的脚本语言。
据Coventor公司透露,SEMulator 3-D目前只能运行在Windows平台上,但未来还将支持Linux。SEMulator 3-D工具的起价约为25,000美元。
作者: 葛立伟
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